MỞ ĐẦU Rối loạn lipid huyết (RLLPM) là một trong các nhóm tình trạng bệnh lý liên quan đến rối loạn chuyển hóa (đặc trưng bởi tăng huyết áp, đường huyết cao, béo phì và RLLPM).1 RLLPM đồng thời là nguyên nhân chính dẫn đến tiến triển của xơ vữa động mạch.1 Do đó, điều trị RLLPM được xem là can thiệp then chốt trong phòng chống các bệnh tim mạch.1 Các nhóm thuốc đã và đang điều trị RLLPM, có thể kể đến thuốc có tác động ức chế enzym HMG-CoA reductase như Statin (Atorvastatin, Rosuvastatin, Simvastatin,…), thuốc tác động giảm sản xuất VLDL-C (cholesterol lipoprotein tỷ trọng rất thấp) và apoB tại gan như Niacin, thuốc có tác động tăng cường đào thải LDL-C (cholesterol lipoprotein tỷ trọng thấp) khỏi máu như nhóm ức chế PCSK9 (Alirocumab, Evolocumab,. Bên cạnh đó, các chất có khả năng hoạt hóa họ thụ thể PPARs (Peroxisome Proliferator-Activated Receptors) như Fibrat (Fenofibrat, Ciprofibrat,.) và Thiazolidindiones (Rosiglitazone, Pioglitazone,.) cũng cho thấy hiệu quả trong việc giảm tích lũy lipid tại mô và cơ quan.2 PPARs là một họ thụ thể nhân gồm 3 loại: PPARα, PPARδ, PPARγ.3 Với tiềm năng hoạt hóa đơn, kép và đa thụ thể, PPARs là đích tác động tiềm năng trong việc nghiên cứu khám phá thuốc mới nhằm điều trị RLLPM.3 Chất chủ vận đơn trên thụ thể PPARα điển hình như nhóm Fibrat ứng dụng trong kiểm soát tình trạng tăng triglycerid.4 Tuy nhiên, các thuốc này được ghi nhận là gây ra một số tác dụng phụ như giảm tiểu cầu trong máu, tăng nguy cơ hình thành huyết khối ở phổi, xơ gan, viêm gan, sỏi mật,…5 Chủ vận đơn trên PPARγ như nhóm Thiazolidindiones gây tác dụng phụ trên tim mạch.6 Để khắc phục tình trạng này, các nghiên cứu thuốc mới dựa trên tác động PPARs có thể kể đến như cơ chế tác động đa thụ thể, hay tác động chọn lọc. Tác động đa thụ thể như tác động kép (dual-agonist) trên PPARα/δ với thuốc Elanfibranor, tác động đồng thời (pan-agonists) trên PPARα/δ/γ với Lanifibranor, Benzafibrat đã giảm tác dụng không mong muốn và cải thiện hiệu quả điều trị.2 PPARδ thu hút sự quan tâm nghiên. 2 cứu trên thế giới bởi hai lí do sau.
Thứ nhất, PPARs có đặc tính bảo tồn cao tuy nhiên kích thước khoang gắn của PPARδ có kích thước nhỏ hơn với đặc tính cho phép gắn kết đa dạng các loại ligand với ái lực tốt.7 Thứ hai, tác động gắn kết chọn lọc trên thụ thể PPARδ cho tiềm năng giảm thiểu tác dụng phụ với ứng viên GW5015168 (được chứng minh mang lại các hiệu quả tích cực việc giảm nồng độ Tryglycerid).8 Tuy nhiên, thuốc với hoạt tính chủ vận chọn lọc trên thụ thể PPARδ vẫn chưa được cấp phép lưu hành trên thị trường. Bên cạnh các thuốc được tổng hợp hay bán tổng hợp, nhiều nhóm chất tự nhiên được chứng minh có tiềm năng gắn kết tốt và cho tác động chủ vận trên PPARs. Xây dựng mô hình sàng lọc nguồn tài nguyên này định hướng mục tiêu phát triển thuốc là yêu cầu cấp thiết. Trong bối cảnh đó, có thể kể đến mô hình sàng lọc ảo giúp xác định nhóm cấu trúc isoflavon cho tác động chủ vận tốt trên cả ba thụ thể PPARα, PPARγ và PPARδ,2 phương pháp gắn kết phân tử chứng minh các dẫn chất stilben hoặc stibenenoid chủ vận toàn phần trên PPARα và PPARγ,9 phương pháp kết hợp gắn kết phân tử và mô phỏng động lực học phân tử chứng minh hoạt tính chủ vận trên PPARγ của curcumin.10 Từ đó, nhằm ứng dụng những tiến bộ trên trong việc sàng lọc các chất tiềm năng gắn kết tốt trên thụ thể PPARs từ nguồn hợp chất tự nhiên, đề tài thực hiện các mục tiêu sau: Mục tiêu tổng quát: “Nghiên cứu in silico hợp chất tự nhiên có khả năng hoạt hóa họ thụ thể PPARδ hướng điều trị rối loạn lipid huyết” Mục tiêu cụ thể 1.
Xây dựng mô hình phân loại và pharmacophore cho chất hoạt tính chủ vận trên thụ thể PPARδ. Xây dựng mô hình QSAR nhằm dự đoán hoạt tính chủ vận trên PPARδ. Sàng lọc chất tự nhiên từ cơ sở dữ liệu các chất được phân lập tại Bộ môn Dược liệu – Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh thỏa các mô hình được xây dựng. Chọn lựa chất tiềm năng cho hoạt tính chủ vận trên thụ thể PPARδ thông qua gắn kết phân tử và động lực học phân tử.
TỔNG QUAN 1.1 RỐI LOẠN LIPID HUYẾT VÀ PPARδ 1.1 Rối loạn lipid huyết 1.1 Định nghĩa Định nghĩa: RLLPM khi có sự tăng bất thường cholesterol và/hoặc triglycerid trong máu, và/hoặc sự giảm HDL-C. Khi cholesterol toàn phần, LDL-C, TG, hoặc Lp(a) > bách phân vị thứ 90 hoặc HDL-C, hoặc apo A-1 < bách phân vị thứ 10 của toàn dân số. Thành phần lipid máu và lipoprotein của cơ thể được trình bày ở Bảng 1. Các thành phần lipid máu và lipoprotein của cơ thể1 Chylomicron VLDL LDL HDL % cholesterol 5% 15% 60% 18 – 25% Triglycerid 95% 85% 10% 4% Apo - protein A-I, A-II, A- B-100, C-I, C- C-III C-I, C-II, C- IV, B-48, C-I, II, E III C-II, C-III, E Tỷ trọng < 0,95 0,95-1,006 1,019-1,063 1,063-1,21 (g/dL) Đường kính 75-1200 30-80 18-25 5-12 (nm) Nguồn gốc Ruột Gan VLDL thoái hóa Gan, ruột 1.2 Cơ chế bệnh sinh Quá trình chuyển hóa lipid trong cơ thể gồm hai chu trình nội sinh và ngoại sinh được thể hiện ở Hình 1.
Sơ đồ vận chuyển lipid và chuyển động tuần hoàn của một số apo - protein. (A) Sau bữa ăn, cholesterol và chất béo trung tính được hấp thu vào trong ruột và vận chuyển thông qua các chylomicron. Sau đó các chylomicron này đi vào trong tuần hoàn đưa đến các mô ngoại vi như mô mỡ, cơ. (B) Ở trạng thái nhịn ăn, chylomicron thường không xuất hiện.
Thay vào đó, gan có thể tổng hợp cholesterol và triglycerid và gói chúng lại với nhau dưới dạng VLDL-C, sau đó được tiết vào tuần hoàn đến các mô ngoại vi. VLDL-C chuyển thành LDL-C, chất mang cholesterol chủ yếu trong huyết tương. Trong khi VLDL-C và LDL-C mang cholesterol và chất béo trung tính từ gan ra ngoại vi, thì HDL-C phục vụ mục đích ngược lại. (A) Đột biến trong thụ thể LDL-C có thể gây tăng cholesterol máu mang tính chất gia đình và khiếm khuyết ApoB100 mang tính chất gia đình.
(B) Đột biến gen APOCII, mã hóa cho apoprotein CII, protein cần thiết cho quá trình phân huỷ LDL-C, làm giảm khả năng phân hủy LDL-C, dẫn đến tăng cholesterol máu. Hai nguyên nhân chủ yếu gây nên tình trạng RLLPM:11 - Nguyên phát: do đột biến các gen mã hóa trên các apo - protein hay LDL-receptor. 5 - Thứ phát: hậu quả của các bệnh mãn tính như đái tháo đường, suy thận mạn, thiểu năng tuyến giáp, bệnh gan,. hoặc do sử dụng kéo dài các thuốc có ảnh hưởng đến chuyển hóa lipid như thuốc chẹn beta, ngừa thai.11 - Mức độ phổ biến của bệnh lý - Theo thống kê của NCEP (Chương trình giáo dục quốc gia về cholesterol) đã ước tính, có hơn 100 triệu người trưởng thành ở Mỹ có mức cholesterol toàn phần trên 200 mg/dL, và hơn 40 triệu người có mức cholesterol trên 240 mg/dL.3 Hậu quả RLLPM là nguyên nhân chính dẫn đến sự hình thành và phát triển của xơ vữa động mạch.
Mảng xơ vữa có thể gây các biến chứng như nhồi máu cơ tim, đột quy và bệnh mạch máu ngoại biên. Đây là một trong những nguyên nhân chính gây tử vong cao ở bệnh nhân tim mạch. Do đó, việc điều trị RLLPM trở thành can thiệp quan trọng trong phòng chống các bệnh tim mạch.4 Điều trị RLLPM được điều trị bằng cách thay đổi lối sống (tức là chế độ ăn uống, giảm cân và tập thể dục). Chiến lược điều trị dùng thuốc thường được kết hợp với điều trị không dùng thuốc trong điều trị RLLPM nhằm giảm LDL-C, giảm triglycerid, tăng HDL-C, phòng biến cố bệnh xơ vữa tim mạch.2 Các nhóm thuốc điều trị kể trên gồm: Statin, Fibrat, Niacin, Resin (Nhựa gắn với acid mật), Omega-3, Ezetimib, nhóm ức PCSK9 được trình bày ở Bảng 1.2 - Statin là tác nhân hiệu quả nhất có sẵn để giảm LDL và cholesterol toàn phần.
Tất cả hoạt động bằng cách ức chế cạnh tranh HMG-CoA reductase, enzyme xúc tác bước giới hạn tốc độ trong sinh tổng hợp cholesterol. Statin cũng làm giảm thay đổi triglycerid, cũng như tăng HDL. 6 - Fibrat và niacin được sử dụng để giảm triglycerid và tăng HDL-cholesterol. Chất có tác động ức chế axit mật (BAS) là các loại nhựa liên kết với axit mật bằng cách trao đổi chúng thành anion, do đó làm gián đoạn quá trình tái chế ruột bình thường.
Chất ức chế protein chuyển triglyceride thành microsome (PCSK9) có thể được sử dụng để giảm mức cholesterol LDL ở bệnh nhân tăng cholesterol máu gia đình đồng hợp tử, vì nó làm giảm sản xuất apo B. Các thuốc và cơ chế tác động trong điều trị RLLPM1 Nhóm thuốc Tác động Ví dụ Statin Ức chế HMG-coA reductase Rosuvastatin, Pivastatin, Atorvastatin, Simvastatin, Lovastatin, Pravastatin,… Fibrat Hoạt hoá họ thụ thể PPARs Fenofibrat, Ciprofibrat, Gemfibrozil, Bezafibrat, Ronifibrat, Clofibrat Niacin Giảm sản xuất VLDL và apoB Niacor, Niaspan tại gan Nhựa gắn acid mật Giảm cholesterol do giảm acid Resin mật Ezetimid Ức chế hấp thu cholesterol ở bờ bàn chải, gián đoạn chu trình tái hấp thu cholesterol ở gan- ruột Nhóm chất ức chế Tăng cường đào thải LDL Alirocumab, Evolocumab PCSK9 cholesterol khỏi máu Trong đó nhóm thuốc cho tác động chủ vận trên họ thụ thể PPARs đang dành được nhiều sự quan tâm nghiên cứu. Cụ thể, các thuốc trên thị trường nhằm điều trị RLLPM liên quan đến họ thụ thể PPARs có thể kể đến như sau: Nhóm chất chủ vận đơn (single agonist) - Thiazolidinedion (Glitazon, Pioglitazon, Rosiglitazon,…): làm tăng nhạy cảm của cơ và tổ chức mỡ với insulin bằng cách hoạt hoá PPARs, vì vậy làm tăng thu nạp glucose từ máu. Thuốc làm tăng nhạy cảm của insulin ở cơ vân, mô mỡ đồng thời.
7 ngăn cản quá trình sản xuất glucose từ gan. Ngoài ra, nhóm này còn có hiệu quả trong ngăn ngừa đột quỵ hoặc một cơn thiếu máu cục bộ thoáng qua, ổn định các mảng xơ vữa động mạch.5 - Fibrat (Fenofibrat, Clofibrat, Gemfibrozil,…): đặc tính hoạt hóa PPARα, hiệu quả giảm TG tới 50% và tăng HDL-C lên đến 20%, giảm tỷ lệ mắc bệnh tim mạch.4 Nhóm chất chủ vận kép (dual agonists) và chủ vận đồng thời (pan agonists) - Elafibranor cho tác động chủ vận trên cả PPARα/δ nhưng ưu thế trên thụ thể α.2 - Saroglitazar có hoạt tính chủ vận ưu thế trên thụ thể α và chủ vận trung bình trên thụ thể γ, đang được chấp thuận lưu hành tại Ấn Độ trong điều trị rối loạn lipid.9 Từ các hoạt chất được sử dụng làm thuốc đã và đang lưu hành trên thị trường, cho thấy đặc tính nhóm cấu trúc cho hiệu quả hoạt hoá đơn, kép hoặc đồng thời cả ba thụ thể α/ δ /γ đều cho tác dụng điều trị RLLPM.